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鉆機(jī)井架工況檢測(cè)技術(shù)研究
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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石油機(jī)械 |
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關(guān)鍵詞
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ZJ20鉆機(jī)井架|有限元分析 |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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60 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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1412K |
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發(fā)布時(shí)間
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2013-01-17 17:56:00 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
畢業(yè)論文 鉆機(jī)井架工況檢測(cè)技術(shù)研究，說(shuō)明書(shū)共67頁(yè)，42122字。
摘 要：石油鉆機(jī)主要用于鉆油、氣井、破碎巖石、取出巖屑、保護(hù)井壁、固井和完井、形成油流通道等多種鉆井作業(yè)。井架作為鉆機(jī)的重要部件之一，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，由于拆卸、安裝和運(yùn)輸?shù)葘?dǎo)致的各種缺陷以及超載和腐蝕等因素的影響，使得在用鉆機(jī)井架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了不良變化，從而降低了鉆機(jī)井架原設(shè)計(jì)的承載能力，加之其鋼結(jié)構(gòu)桿件多、承受交變載荷，工作環(huán)境惡劣，因強(qiáng)度不夠、疲勞、失穩(wěn)而破壞的情況在實(shí)際工作中多有發(fā)生。隨著國(guó)內(nèi)外鉆機(jī)類型的不斷擴(kuò)充和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為保證其安全生產(chǎn)，對(duì)鉆機(jī)井架不同工況的力學(xué)性能和有限元分析越來(lái)越重要，已成一種研發(fā)趨勢(shì)。
本課題以在役ZJ20型石油鉆機(jī)為主要研究對(duì)象，針對(duì)ZJ20井架的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)力學(xué)特性進(jìn)行了深入研究。通過(guò)對(duì)整個(gè)井架在不同工況載荷的研究和分析，依靠經(jīng)典的材料力學(xué)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)有關(guān)理論，對(duì)井架的結(jié)構(gòu)作大量簡(jiǎn)化，利用ANSYS分析軟件建立起井架的數(shù)字化模型并進(jìn)行分析，計(jì)算井架在工作過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)及位移大小，對(duì)井架進(jìn)行靜態(tài)載荷分析，得出井架在最大靜鉤載、無(wú)風(fēng)載；正常吊重，有風(fēng)載；最大靜鉤載、有風(fēng)載；全風(fēng)載，四種工況下井架主要位移變形、井架的應(yīng)力分布。并對(duì)在役井架實(shí)際所承受因時(shí)間變化的突發(fā)動(dòng)載荷進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。最后針對(duì)井架穩(wěn)定性分析，驗(yàn)證井架穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：ZJ20鉆機(jī)井架；建模；有限元分析；靜力分析；動(dòng)態(tài)；瞬態(tài)；穩(wěn)定性
目錄
第一張 緒論1
1.1 鉆機(jī)概述 1
1.2 ZJ20鉆機(jī)基本構(gòu)造1
1.3 鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀4
1.3.1 國(guó)外現(xiàn)狀4
1.3.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀5
1.4 鉆機(jī)井架國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀6
1.4.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀6
1.4.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀6
1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容 7
第二章 鉆機(jī)井架及基本參數(shù)9
2.1 井架的組成與基本類型9
2.1.1 井架的組成9
2.1.2 井架的基本類型9
2.2 井架的主要參數(shù)9
2.2.1 大鉤最大起重量9
2.2.2 井架高度10
2.2.3 二層平臺(tái)高度10
2.2.4 二層平臺(tái)容量10
2.2.5 上下底尺寸10
2.2.6 井架可承受的最大風(fēng)載11
2.3 ZJ20鉆機(jī)基本參數(shù)11
2.4 井架載荷12
2.4.1 恒定載荷12
2.4.2 變動(dòng)載荷12
2.4.2.1 風(fēng)載12
2.4.2.2 立根載荷13
2.5 井架工況的確定14
2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)井架14
2.5.2 有繃?yán)K的桅形井架14
2.6 井架的性能要求15
2.7 靜強(qiáng)度規(guī)定15
2.8 不穩(wěn)定性規(guī)定16
2.9 井架材料16
2.9.1 井架常用材料16
2.9.2 井架常用型材16
第三章 建立ZJ20鉆機(jī)井架力學(xué)模型18
3.1 靜力分析和有限元分析18
3.1.1 有限元分析方法 18
3.1.2 鋼架結(jié)構(gòu)有限元靜力分析原理18
3.2 鉆機(jī)井架的靜力學(xué)模型21
3.2.1 井架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的基本假設(shè)21
3.2.2 井架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型21
3.2.2.1 井架有限元靜力分析的幾個(gè)問(wèn)題25
3.2.2.2 井架約束處理方法27
3.2.2.3 約束處理后的井架模型27
第四章 ZJ20鉆機(jī)井架靜力學(xué)分析29
4.1 井架材料參數(shù)29
4.2 定義邊界、節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)格化分29
4.3 確定載荷30
4.3.1 恒定載荷31
4.3.2 工作載荷31
4.3.2.1 最大鉤載31
4.3.2.2 立根載荷31
4.3.2.3 風(fēng)載荷32
4.4 計(jì)算工況及載荷模式選擇33
4.5 ZJ20鉆機(jī)井架ANSYS分析步驟34
4.5.1 建立模型34
4.5.2 井架約束34
4.5.3 井架加載34
4.5.3.1 計(jì)算各節(jié)點(diǎn)所受風(fēng)載35
4.5.4 結(jié)構(gòu)處理37
4.6 ZJ20鉆機(jī)井架ANSYS力學(xué)分析37
4.6.1 在最大靜鉤載、無(wú)風(fēng)載下的力學(xué)分析37
4.6.1.1 應(yīng)變分析37
4.6.1.2 應(yīng)力分析37
4.6.2 在正常吊重、有風(fēng)載下的力學(xué)分析39
4.6.2.1 位移和應(yīng)變分析39
4.6.2.2 應(yīng)力分析39
4.6.3 在最大鉤載、最大風(fēng)載下的力學(xué)分析41
4.6.3.1 位移和應(yīng)變分析41
4.6.3.2 應(yīng)力分析41
4.7 分析結(jié)果44
第五章 ZJ20井架瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析45
5.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析原理45
5.2 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算結(jié)果46
5.2.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析步驟46
5.2.1.1 建立井架力學(xué)分析模型46
5.2.1.2 選擇分析類型和選項(xiàng)47
5.2.1.3 施加邊界條件47
5.2.1.4 施加載荷47
5.2.1.5 瞬態(tài)分析結(jié)果47
5.3 分析結(jié)果48
第六章 井架穩(wěn)定性校核49
6.1 繞X軸整體穩(wěn)定性校核49
6.2 繞Y軸整體穩(wěn)定性校核51
第七章 總結(jié)與展望53
7.1 總結(jié)53
7.2 展望53
參考文獻(xiàn)54
致謝56
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